具有液流控制的分析噴射筒的制作方法

專利名稱：具有液流控制的分析噴射筒的制作方法
技術領域：
本發明屬于毛細管、微流體分析筒及其使用方法的領域。分析 筒可以包括提供樣品濾液到 一 個培養腔的過濾元件，濾液在培養腔 的停留時間由 一個流動調節器通道來控制。流動調節器可以釋放培 養過的濾液到分析筒的一個或多個分析區域，在分析區域中，培養 產物可以與試劑反應和/或被4企測。流動調節器可以包括一個位于兩 個表面之間的蜿蟲延的流動路徑，而不需要固體通道側壁。方法可以 包括引入液體樣品到分析筒中流動并在一個腔中培養，液體在腔中 的停留時間由受限的排出流來控制，該排出流經過非封閉于有側壁 通道的蜿蟲延液流if各徑。
背景技術：
微流體設備和毛細管設備的液體流動控制存在疑難。應用大量 流動控制技術，例如機械閥控和離散抽吸，可以是復雜、昂貴且難 以制造的，而且在微量應用中幾乎是沒有作用的。 一些微量分析筒 采用毛細作用、離心過濾、經過疏水處理的表面、電濕法等，以影 響經過分析筒通道的液體的流動來解決流動控制問題。在許多微流 應用中仍然出現或存在一些問題。許多所關心的樣品，例如在生物鑒定中包括大量必須去除的微 粒，以防止化驗反應中的干擾并避免堵塞化驗設備的通道。使用過 濾材料去除微粒在現有技術中是已知的。例如，在一種構造中，為過濾器配置了長的側向流動路徑，例如Buechler等人的美國專利 6391265、"組合過濾器用于過濾液體樣品的設備"中所描述的。 Buechler將才羊品液體應用到 一 個平面過濾器的 一端，并在同 一 個過濾器的另一端收集濾液。然而，這種單過濾器技術的缺點是處理樣品 中的總的微粒的同一個過濾器必須也處理最終的精細濾液。而且， 長的過濾路徑可能引起過濾中的不適當的延遲以及過量積液帶來的 樣品損失。在化驗分析筒中經常遇到的另外一個問題涉及到如何控制反應 腔中的停留時間。理想的是使樣品快速流動并接觸分析試劑，然后 慢速流動以充分混合、完全反應。在一些例子中，可以通過增加液 體在表面的接觸角來阻止流動(例如，通過增加通道直徑或者通過 在通道表面覆蓋一層疏水材料)，但是不借助外力將很難使流動繼續。例如美國專利US7117807所揭示的，通過利用電濕法的力來恢 復流動。電毛細管作用或者電濕法(EW)是基于在靜電力可以改變 一個鄰近表面的液體的表面張力的現象。但是，這樣的控制要求將 電極和控制電子裝置結合到化驗系統中。另一個選擇是，如美國專 利US6905882所揭示的，流出一個反應腔的流動可以^皮一個由疏水 表面制成的位于該反應腔的出口的時閘所延遲。當疏水截止表面在 反應液體組分的作用下變為親水性時，反應產物由反應腔中被釋放。 然而，穩定的流動延遲可能需要不變的液體成分、 一致的溫度、一 致的制造等。許多化驗分析筒通過融化幾個層疊的組件來組裝。對于這樣的 設備，控制各層之間的滲漏或者控制沿著有裝配缺陷的層之間的接 觸面的毛細管蔓延可能是很困難的。另外，在層之間的狹窄通道中 的氣泡或微粒可能引起阻礙。存在多重化驗概念，但這對于微流體或大量篩選環境中普遍存 在的小樣品尺寸并非最優化的。例如在美國專利US7347972的多重 化驗系統中，完成五個不同的化驗需要五倍于完成 一 個化驗的樣品。 在美國專利申請US2005/0249633中，多重化驗要求樣品液體流到一 個分支通道系統的多個封閉臂中，需要用于每個封閉臂的額外樣品， 也設置了填充、沖洗、掃描檢查分析筒孤立的分析區域等種種問題。考慮到以上問題，需要能夠容易且有效地提供沒有微粒的分析樣品的毛細管/微流體分析筒。理想的化驗分析筒可以有效地從 一 小 份樣品中有效地提供多重分析結果。理想地，限制性流動通道對氣 泡的阻礙不敏感。 一種易于制造的簡單反應腔停留時間控制器，不 需要很高的組裝容限，也不需要輸入外部定時力，將在本領域受到 欣賞。本發明提供這些以及其他特性，在閱讀本文以下內容的基礎 上這將顯而易見。發明內容本發明包括用于處理液體樣品并檢測所關心的分析物的方法、 分析筒和系統。樣品可以被應用于一個橫向的流體過濾器，使得濾 液流入一個培養腔用于初步的調節和/或反應。濾液可以由 一個位于 培養腔的出口的流動調節器保留在培養腔中 一段合適的時間以達到 濾液反應的條件。經過培養的濾液可以最終流經流動調節器以接觸 下游檢測通道的分析區域中的一個或多個分析片。分析片可以，例如捕獲用于^r測的反應產物和/或提供試劑用于與濾液組分進一步反 應。在優選實施例中，流動調節器是具有開放的路徑側面的蜿蜒的 液體流動^各徑。在許多實施例中，檢測通道包括兩個或多個分析區 域。檢測系統可以包括具有容納本發明的分析筒的平臺的設備，優 選地包括一個可變幅度的光源用于照明分析筒的分析區域。本發明的分析筒可以包括，例如， 一個包括樣品接收表面和濾 液溢出表面的過濾元件，其中接收表面的平均孔徑大于溢出表面的 平均孔徑。分析筒還包括，例如， 一個與濾液溢出表面流體接觸的 培養腔， 一個與培養腔流體接觸的流動調節器，以及兩個或更多設 置成沿著 一 個與流動調節器流體接觸的檢測通道的分析區域。在這 樣的設置中，從培養腔出來的濾液的流速被流動調節器減慢，從而 影響濾液在培養腔中的停留時間。過濾元件可以在 一 個過濾腔中，并包括 一 個沿著濾液流經過濾 器的方向由較大孔到較小孔的孔尺寸梯度。例如，過濾元件可以包 括兩個或更多具有不同平均孔徑的過濾層。在優選實施例中，濾液不會從側面流出過濾元件，但主要是橫向地流過過濾元件。在許多 實施例中，濾液經過過濾元件接觸一個親水墊或者親水的毛細凹槽， 以加速流動并引導濾液流向培養腔。流動調節器典型地顯著減慢濾液從培養腔進入檢測通道的流 速，例如，相比于沒有流動調節器時直接地在培養腔和檢測通道之 間的流速。流動調節器的流動路徑表面典型地不比培養腔的內表面 更加疏水。在一個優選實施例中，流動調節器具有一個由相對的頂 流動^各徑表面和底流動^各徑表面所限定的流動^各徑，并且該流動路 徑不包括固體側壁。檢測通道可以具有 一個或多個具有分析片的分析區域，分析片用于捕獲、反應和/或^r測分析物或分析物反應產物。在一些實施例 中，每個分析區域包括一個不填充檢測通道的整個橫截面的多孔聚 合物分4斤片。例如，4企測通道可以包4舌一個頂表面和一個底表面以 及一個分析區域，該分析區域包括一個連通到頂表面或底表面而非 同時連通到兩個表面的硝化纖維層。在一個典型的毛細管等級的實 施例中，其中檢測通道的高度約為150微米或更小，分析區域包括 一個連通到所述檢測通道的一個表面并且厚度小于15微米的多孔聚 合物層。檢測通道可以包括兩個或更多包含親水多孔聚合物片的分 析區域。在多數實施例中，所述兩個或更多分析區域并非彼此鄰近 的，而是相繼沿著檢測通道排列，由例如不包含分析片的非分析區 域空間隔離開來。分析筒通常可以以任何合適的方式形成。在許多實施例中，通 過組合兩個或更多層以形成層疊的平面結構來制備分析筒。在一個 優選實施例中，分析筒具有一個較不親水的頂蓋蓋在過濾元件上， 還有一個較為親水的表面蓋在培養腔上，例如，因而水溶樣品不太 可能在過濾器和頂蓋之間流動，而傾向于完全充滿培養腔。在許多 實施例中，檢測通道形成于一個分析筒頂蓋和一個采用透明材料的 分析筒底座之間，從而允許外部檢測器光源的^r測(interrogation)。本發明包括分析筒讀取器，被設置用于檢測來自分析筒的一個分析區域的信號，其中該讀取器包括一個可調節輸出強度的激光器。 通過這種方式，分析區域的可檢測信號輸出可以被調制以提供優化 的靈敏度和/或范圍。在分析筒的一個方面，可以提供一個條形碼用 于鑒別適當的激光強度設定，用于這個特定分析筒的分析區域的照 明。本發明包括具有在 一側或多側未密封的流動路徑的流動調節 器。例如，分析筒可以包括一個第一腔(例如一個包含分析試劑的 培養腔)、 一個流動調節器以及一個第二腔(例如， 一個檢測通道)。 流動調節器可以包括一個由相對的頂路徑表面和底路徑表面所限定 的液體流動路徑，但是其中流動路徑不包含固體側壁。在這種構造 中，液體乂人第一腔流經流動路徑，但液體的表面張力不允許液體從 側面流出流動路徑。例如，流體流動路徑被配置為使得液體通過毛 細管作用沿著該路徑流動，但是液體在路徑側部邊緣的接觸角阻止 了液體從側部流出流動路徑。路徑側部邊緣的增加的接觸角度可以 產生于 一個擴大的、非毛細的鄰近側部空間和/或對液體具有較小親 合力的側部表面(例如，更加疏水的表面)。優選地，相對的路徑 表面基本平行、彼此間隔一個毛細管尺寸的路徑間距。在優選實施 例中，側部空間包4舌上側部空間表面和下側部空間表面，側部空間 的上下表面之間的距離大于路徑間距。優選地，流動調節器的流動 路徑表面并不比第一腔的出口表面更加疏水，在濾液或者培養腔反 應的組分的作用下不會呈現更加親水。值得注意的是，流動調節器 可以被配置用于起到許多作用，例如，不僅僅是簡單的液體流速調 節。例如，流動調節器可以包括分析試劑或配位體捕獲部分，即， 以使得反應或檢測功能能夠發生。本發明包括控制液體流動的方法。例如，方法可以包括提供 一個流動調節器，該流動調節器包括一個由相對的頂路徑表面和底 路徑表面限定的液體流動路徑，其中該流動路徑不包括固體側壁， 其中該流動^各徑包括一個入口和一個出口 ；才是供一個或多個鄰近于 流動路徑并沿其流體接觸的側部空間；以及，引入液體到液體路徑的入口從而使得液體因為毛細管作用沿著所述流動路徑流動。通過 這種方式，液體在側部空間的"t妄觸角阻止液體乂人側面流出流動路徑。方法還可以包括提供通過流動調節器流體接觸的第 一腔和第 二腔，以及通過引入液體到第一腔從而引入液體到流動路徑入口的 步驟。分析筒可以被設置成使液體以第一流速流入第一腔，并使液 體以第二流速流入流動調節器。在優選實施例中，沿著流動路徑的液體流速低于第一流速。然而，獨創性的方法可以采用流動路徑的 設置使得當液體離開流動調節器的出口時，沿著流動路徑的液體流 速上升，如此處所描述的。本發明的分析筒可以包括 一個流動調節器，該流動調節器包 括一個由相對的頂路徑表面和底路徑表面限定的液體流動路徑，其 中該流動路徑不包括固體側壁；以及一個與流動調節器流體接觸的 檢測通道，包含兩個或更多沿著該4企測通道的獨立的分析區域。定義除非在此處或說明書的下文中另有定義，這里所有的技術和科 學術語具有本發明所屬領域一般技術人員所通常理解的含意。在詳細描述本發明之前，需要理解的是，本發明不限于特定設 備或生物學系統，本發明當然可以變化。還需要理解的是，這里所 使用的術語僅用于描述特定的實施例，而非意在限定。在本說明書 和所附權利要求書中所使用的單數形式"一個"、"一種"、"該" 等，包括復數指示，除非內容明確指示的之外。這樣，例如，涉及 到"一種成分"可以包括兩種或更多種成分的組合；涉及到"液體" 可以包括液體的混合物，等。盡管與這里描述的方法和材料類似的、經過修改的、或等同的 方法和材料可以不經額外的試驗而被用于本發明的實踐，優選的材 料和方法描述于此。在本發明的說明書和斥又利要求書中，后面的術 語將根據下述定義來使用。如這里用到的， 一個"流動調節器"表示一種改變液體在兩個通道和/或多個通道之間的流速的結構，通道或者有側壁、或者沒有 側壁，如這里所討論的。在本發明的優選實施例中， 一個流動調節 器是本發明的分析筒中的一個在兩個通道和/或多個通道(例如，分 析區域的培養腔和檢測通道)之間的流動路徑中的壓縮物， 一個在 兩個通道和/或多個通道之間的一定長度的相對壓縮的管道，或者沒 有側壁、具有相對壓縮的橫截面并在本發明的分析筒沖兩個通道和/ 或多個通道之間的延伸了 一定距離的流動路徑。平面過濾器中的一個"側部液體流動路徑"基本平行于面表面 蔓延。也就是說，從液體樣品引入過濾器的點到大多數濾液流出過濾器的點畫一條直線，其大體上平行于(例如，在20。、 10°、 5。或2。 之內)過濾器的平坦表面。例如，當濾液在離引入點一段距離之后 3皮收集，液體典型地經一個側部流動通道通過一張過濾紙；并當濾 液橫向流動后從引入點直接穿過濾紙厚度方向而在濾紙的另 一 側被 收集，則不被認為是側向流動。當然，引入過濾器的液體將向所有 方向蔓延，但是當前的定義關注的是全部液體大多數的流動方向。平面過濾器中的一個"橫向液體流動路徑"基本垂直于面的表 面蔓延。也就是說，從液體樣品引入過濾器的點到大多數濾液流出 過濾器的點畫一條直線，其大體上平行于(例如，在20°、 10。、 5。 或2。之內) 一條垂直于過濾器的平坦表面的直線。例如，液體垂直 地流過一個放置于水平平面上的平面過濾元件是液體橫向(而非側 向)流過一個過濾器的一個例子。當然，引入過濾器的液體將向所 有方向蔓延，但是當前的定義關注的是全部液體大多數的流動方向。如這里所用的，平面分析筒元件的外圍邊緣是顯示元件厚度的 薄表面，例如，如該術語的通常用法。如這里所用的，方向性術語， 例如"上"、"下"、"頂"、"底"均如通常用法，例如，設于 桌上的平面分析筒具有位于基座部分之上的頂蓋。如這里所用的，被說明為"基本"表示大體上地或者主要地， 而不必是完全地。如這里所用的，術語"約"指示一個給定數量的值可以包括在規定值的10%范圍之內的數量，或者可選地在規定值的5%范圍之 內，或者在一些實施例中在規定值的1%范圍之內。"疏水的"和"親水的"是相對的術語。如果第一表面比第二 表面對油脂更具親合力，或者第一表面比第二表面更加排斥水，則 第 一表面比第二表面更加疏水。表面的相對疏水性可以客觀地確定, 例如，通過比較水溶液在這些表面上的接觸角。例如，水在第一表 面的接觸角大于在第二表面的接觸角，則第 一表面被認為比第二表 面更疏水。如這里所用的，術語"微流體"表示具有一個具有至少一個橫 截面尺度小于IOOO微米的液體流動通道的系統或設備。大多數微流體通道允許毛細管流動，取決于特定液體對通道壁的親合力。 一些 功能化的毛細管尺度通道可以大于微流體尺度。例如， 一個微流體通道可以具有橫截面尺度為500微米或更小，300微米或更小，100 微米或更小，50微米或更小，或者IO微米或更小。在許多實施例中， 通道尺寸約為50至IOO微米，但典型地不小于l微米。本發明中的 閥還可以被用于更大尺寸的通道，例如液體可以在其中通過毛細管 作用流動的毛細管通道。毛細管現象是一個表示歸因于表面張力或 界面張力的現象的通用術語。 一個毛細管尺度的腔或通道具有至少 一個能夠使所要的液體通過毛細管作用流動的尺寸。本發明的毛細 管尺寸的腔和通道可以是微流體尺寸，也可以不是。


圖1是本發明的一個典型化驗分析筒的示意圖，包括樣品過濾 部分、反應部分、4全測部分、廢液部分；圖2是一個化驗讀取器系統的示意圖，包括在具有光檢測和發 射檢測的計算機控制設備中的一個平臺上的分析筒；圖3是一個實施例性的層疊分析筒組件的示意圖，包括夾在基 座部分和分析筒頂蓋之間的薄膜間隔層；圖4是展示了 一個包括沒有側壁的蜿蜒的流動路徑的流動調節器的各方面的示意圖。 發明詳述本發明 一般地指向分析筒和分析方法。分析筒可以包括一 個垂直的橫向流動過濾器將濾液通過一個反應腔饋入檢測通道；其中在 反應腔和檢測通道之間的流動受到流動調節器組件的影響。檢測通 道典型地包括兩個或更多獨立的分析區域，用于4企測兩種或更多不 同的分析物。方法可以包括引入樣品到過濾器，過濾器提供濾液到 反應腔，濾液在反應腔的停留時間受一個包含非完全封閉的壁的流 動路徑的流動調節器的控制。分析筒包括，例如，垂直的流動過濾元件，在頂樣品接收表面 具有比底樣品濾液溢出表面更大的平均孔徑。過濾元件可以在與培 養腔流體接觸的間隔中，典型地樣品分析物在此與化驗試劑在受控 條件下發生反應。反應混合物可以在培養腔中保持一段停留時間， 該停留時間依賴于由流動調節器結構引起的溢出流動延遲，例如， 一個更狹窄的蜿蜒的流動通道或者流動路徑。反應產物可以繼續流 入一個或多個分析區域用于檢測一個與原始樣品中的分析物總量成 比例的信號。方法包括，例如，將樣品用于垂直的深度過濾及并通過在反應 腔出口的流動過濾器控制濾液與試劑的培養。流動調節器可以被設 置為包括一個由 一對相對的上、下毛細管表面所限定的液體流動路 徑。流動路徑的側面范圍可以被定義為沒有固體壁，例如，由一個 不會從指定的流動路徑引起毛細管流動的側部鄰近空間。毛細管流動分析筒本發明的分析筒可以是，例如，多重化驗分析筒，接收樣品液 體通過一個垂直的流動過濾器到一個反應貯液腔經歷一段由流動調節器控制的時間。例如，分析筒IO可以包括順序流體接觸的間隔腔 和通道。如圖1所示，過濾腔11包括通過背部擴散柵13與培養腔14流體接觸的過濾元件12。液體從培養腔流出受到流動調節器15 的調節，流動調節器15最終將反應產物從培養腔釋放到檢測通道 16。檢測通道可以包括多個分析片17，在此將發生進一步反應和/ 或^r測。最終，分析筒IO可以包括一個或多個排出廢液腔18,根據 需要被設置用于接收所消耗的樣品、試劑和/或清洗溶液。在使用中，包括微粒組分和推測分析物的復雜樣品可以通過樣 品裝載入口 19被引入過濾器，在過濾器中液體垂直地流經線性梯度 或多層級梯度的下降孔徑以去除微粒。樣品濾液可以通過毛細管作 用流到培養腔以接觸培養腔中的化學試劑。在反應了 一段適當的時 間之后，大多數液體可以流經流動調節器相繼接觸檢測通道中的分 析片。如圖2中所示，反應產物液體和化驗成分之間在分析片的相 互作用可以由檢測器系統20纟全測。例如，光源21可以照明一個分 析片，然后分析片可以發出(例如發射、發熒光、反射)光線22, 光線22的質量和/或數量與原始樣品液體中的分析物的有無有關。光 線可以被一個適當的檢測器23檢測，檢測器23可以例如發送一個 成比例的電信號到一個系統數據獲取模塊24 (例如模數轉換器)。 該數據可以:帔計算機系統29的硬件和軟件解讀。計算機還可以包括 用戶界面25和顯示器26。多重分析可以被并行檢測(例如使用電連 接的設備陣列)或者化驗可以被相繼讀取，例如，通過分析筒10相 對于4企測器23和/或光源21的再定位。再定位可以#_計算機掃描和 功率控制模塊界面控制到系統驅動結構28用于光學和/或分析筒平分析筒結構本發明的典型的分析筒是由兩個或更多疊壓的層制成的結構， 被設置用于提供功能上相互作用的出入口、腔、通道、表面和化學 組分，以允許才企測感興趣的一種或多種分^f物。如圖3所示，分析筒可以被組裝在基座部分30和頂蓋31的層 中。基座和/或頂蓋可以在表面上具有凹槽，當夾在一起之后凹槽用于限定液體流動路徑，例如通道和腔。可選地，分析筒可以包括隔膜層32，用于限定分析筒間隔腔的部分(例如側壁)。在 一 個優選實施例中，頂蓋的內表面比分析筒的其他部分更加 疏水。這可以有助于防止水性樣品和/或試劑流出想要的通道。例如， 頂蓋可以由比基座更加疏水的材津牛制成。可選地，頂蓋內表面可以 被處理或被加上涂層使其更加疏水。在這樣的設置下，過濾室中的 樣品過載將不會導致未經過濾的樣品沿著頂蓋并向下流經過濾元件 插入邊》彖溢出過濾系統。在另 一個優選實施例中，頂蓋可以包括圍繞在過濾器間隔腔的 邊緣之上的凹槽空氣通道。這樣一個通道，或者說是反向壕，可以 呈現非常大的接觸角，提供側部毛細管柵以防止樣品擴散，從而限 制了樣品泄漏到過濾器間隔腔邊界之外的傾向；尤其是防止了未經 過濾的樣品流到過濾器元件的邊緣的四周。過濾器元件本發明的分析筒典型地具有裝入過濾腔的多孔過濾器元件。過 濾器有助于從樣品液體中去除自然的組分微粒(例如血細胞)或外 來微粒(例如灰塵)，因此使得這些微粒不會阻塞分析筒通道或干 擾化驗。過濾器可以是任何適合的類型，包括例如穿孔的隔膜、線性的 或隨才幾的光纖網絡材^K開》丈的單元泡沫矩陣(open cell foam matrix)，等。在優選實施例中，過濾器元件在頂(入口 )表面捕獲 較大的微粒，在底(出口 )表面捕獲較小的微粒。例如，過濾器可 以具有從入口側到出口側的孔徑變小的梯度。過濾器可以是一片， 或者包括多層。在一個更加優選的實施例中，過濾器包括一個常規 過濾器疊在一個更加精細的過濾器之上的兩層過濾器。在優選實施 例中，過濾器的平均有效孔徑(全部的，入口和/或出口)變化范圍 從500微米到0.1微米、從250微米到0.2微米、從100微米到0.5 微米、從50微米到l微米、或者從20微米到IO微米。在優選實施例中，平均有效過濾器入口孔徑為約為250微米，平均有效過濾器 出口孔徑約為IO微米。在一個更加優選的實施例中，平均過濾器入 口孔徑為約為150微米，平均有效過濾器出口孔徑約為20微米。在一些實施例中，過濾器被壓在或鄰近于過濾器邊緣以幫助控 制樣品和/或濾液流動。例如，過濾器的邊緣可以纟皮壓成V型以提供 沿著邊緣的想要的空間，從而進一步將過濾器表面從過濾腔表面間 隔開，并最小化過濾腔表面和過濾器表面之間的毛細管流動的可能 性。在更加優選的實施例中，過濾器沖壓帶與頂蓋空氣通道凹槽(反 向壕)排成 一 行以進 一 步阻止液體朝著過濾器元件的邊緣流動。過濾器元件是典型地平面的，具有寬的上部樣品入口表面和相 對狹窄的厚度尺度。平面入口和出口表面典型的長度和寬度變化范 圍從3厘米到1毫米、從1厘米到2毫米、或者從0.5厘米到3毫米。 過濾器厚度典型的變化范圍從5亳米到0.05毫米、從3毫米到0.1 毫米、或者從1毫米到0.25毫米；或者約為0.5毫米。平面長度和 寬度尺寸典型地至少比過濾器元件的厚度尺寸大IOO倍、50倍、20 倍、10倍或5倍。在優選實施例中，流過過濾器的凈余濾液垂直于平面過濾器表 面。也就是說，凈余濾液完全地或大部分地橫向地流動。在優選實 施例中，本發明的分析筒內通過過濾器的凈余工作濾液不是側部流 動。進入本發明的分析筒的濾液樣品可以是任何所希望的類型。樣 品典型地是環境樣品、生物樣品、醫學樣品等。例如，樣品可以包 括血液、唾液、血漿、人體漿液、尿、淋巴液、CSF、細胞培養基、 細胞培養液等。在一些實施例中，濾液通過與一個毛細管結構的接觸從過濾器 的出口側被汲取。例如，過濾器間隔腔的底部可以包括有助于將濾 液移動到培養腔的過濾器間隔腔的出口的粗糙(開槽的、有凹痕的、 多節的、起皺的)結構。可選地，過濾器出口表面可以連通到一個 毛細管矩陣，例如可以通過毛細管作用帶走并引導濾液朝向培養腔的泡沫墊或纖維墊。 培養腔樣品濾液可以被保留在培養腔中 一段期望的時間，例如以達到 要求或者與 一 種或多種化驗試劑相互作用。培養腔可以保持濾液在 一個期望的溫度，將濾液與諸如緩沖溶液、捕獲分析物這樣的化驗 組分混合，和/或將濾液與諸如反應物、配合基、發色團、熒光團等 這樣的反應試劑混合。發明的分析筒的培養腔典型地具有至少一個毛細管級別的尺 度。這樣，濾液將傾向于填充腔體。培養腔典型地具有至少一個小于1毫米、小于0.5毫米、小于0.2亳米、0.1亳米或者更小的尺度。 在典型的實施例中，腔通常是平面的(例如與分析筒在同一個基本 平面)，具有小于長度和寬度的深度。培養腔體積的變化范圍通常 從，例如從500微升到1微升、從100微升到2微升、從50微升到 5微升、或者從20微升到IO微升。在許多實施例中，培養包括一種或多種化驗試劑。試劑可以是 在腔室中的干燥形態或者涂在腔壁上。試劑可以是液體形態。可選 地，試劑可以在濾液進入腔之前、期間或之后流入培養腔。樣品濾 液可以進入培養腔并4妄觸到試劑。濾液中的一種分析物可以與試劑 相互作用形成一種反應產物。例如， 一種分4斤物可以;故溶液中的配 合基或者附在腔表面的配合基捕獲。分析物可以參與與試劑的化學 反應，形成一種可鑒定的產物。液體流出培養腔可以由 一個位于培養腔出口的流動調節器進行控制。流動調節器流動調節器可以影響從培養腔流出的流速并因而影響濾液和/或 反應混合物在培養腔中的保持時間。流動調節器可以是調節液體從 培養腔中流出的任何結構，例如相比于在才企測通道和培養腔之間存在直接連接的情況下將產生的流動。本發明中的流動調節器典型地 并非機械閥、疏水相互作用時間閥或電濕閥。本發明中的流動調節 器典型地是緊縮性(有阻力性)的通道或流動路徑，其不必在一段 時間完全阻止流動，而是典型地降低流速，例如有效地允許期望的 培養時間的完成。在 一 種形式中，流動調節器可以是位于培養腔輸出端口的阻塞 物。該阻塞物可以是一個狹窄的端口或者一段連續的狹窄通道。較 長的狹窄通道可以被彎曲成圖案以最小化所需要的空間，例如蜿蜒 的圖案。在一個方面，在一個狹窄通道流動調節器中的橫截面面積 (垂直于液體流動的方向)可以是培養腔輸入端口 (或者，可選地，輸出端口 )面積或者沖企測通道平均沖黃截面面積的0.5倍、0.25倍、0.1 倍、0.05倍或更小。例如，當端口或通道橫截面面積為1平方毫米， 流動調節器的坤黃截面面積可以是0.5平方毫米、0.25平方毫米、0.1 平方毫米、0.05平方毫米或更小。在流動調節器和檢測通道和/或培 養腔之間保持相似的高度尺度提供了不管體積而保持毛細管作用的 益處，并且制造簡便。在許多實施例中，盡管流動調節器的橫截面 面積小于培養腔端口或檢測通道，至少有一個橫截面尺度(優選地 為高度)是一樣的。例如在許多實施例中，流動調節器的高度尺度 與培養腔或檢測通道的高度尺度相同，或在高度的110%至90%之 間，或在高度的150%至75之間。基于收縮的流動調節器可以減慢反應產物液體從培養腔流出的 流速。然而，有用的是，狹窄的流動調節器流動路徑可以起作用以 提供兩階流速或三階流速。這一之前未^是及的方面可以允許在低流 速下延伸的培養，然后接著是當反應產物被引入檢測通道和分析片 (在分析區域中)時較快的流動。例如，當樣品濾液流入培養腔， 流速可以是相對高的。當濾液(典型地已經接觸了培養腔中的試劑) 進入狹窄的流動調節器流動路徑，沿著長度方向流過培養腔的流速 可以顯著減慢，從而允許有效反應或反應完成的時間。流動調節器 流動路徑可以具有適合于提供期望的流動延時的橫截面和長度。液體流動到達4企測通道的延時可以是因為沿著液體向前前進的行進距 離的增加。另外，不限于特定理論，我們相信部分延時可以是因為 穿過狹窄流動路徑的摩擦力和粘性的阻力，部分對流動的阻力可以 是因為沿著狹窄流動路徑移動時在前行液體表面前端的表面張力。 然而， 一旦已經提供了期望的延時時間，液體表面前端可以繼續， 例如受到較小的阻力以較高的流速進入檢測通道的橫截面，例如可 能是因為較寬的流動表面前端所帶來的減弱的對流動的阻力。因為 液體可以當液體前端在狹窄通道中時較慢流動并當液體前端從狹窄 通道通過后較快流動，當加速整體分析時可以提供快-慢-快的次序以 控制培養時間。在流動調節器的 一 個非常優選的實施例中，垂直于液體流動的 牙黃截面在兩側由相對的流動路徑表面限定而另兩側由流動路徑表面之間的氣態空間限定。例如，如圖4B所示，蜿蜒的流動^4圣40可 以形成于培養腔14和檢測腔16之間。路徑可以由從頂蓋和/或基座 部分的路徑表面突起所限定。例如，如部分截面4A所示，頂蓋 41可以包括向下的突起42和/凹進43,限定了在頂蓋流動路徑表面 44和基座部分45流動路徑表面之間的毛細管流動路徑。突起可以與 基座部分45之間間隔開 一個毛細管距離46。引入到流動調節器輸入 端口 47的反應混合液體將在毛細管作用下沿著流動路徑流動，但將 不會從側部穿過路徑間(側部空間)區域48流動，因為例如在液體 50和流動路徑表面44的傾斜的或垂直的壁邊緣之間形成的毛細管 柵大接觸角49。注意，液體流動的側面51并非由固體通道結構所封 閉，而是由液體的表面張力所限定并維持，阻'止液體流到側部空間 52。沒有側面的流動路徑可以通過多種方式配置。沒有限制的固體 側壁的流動路徑可以由彼此間隔 一個毛細管距離的流動路徑表面所 限定，在側部由表面間距超過一個毛細管距離的鄰近側部空間所限 定。也就是i兌，在頂蓋底部的流動if各徑表面可以由凹進的鄰近表面 限定，和/或基座部分頂部的流動3各徑表面可以由凹進的鄰近表面限定。流動^各徑可以形成于頂蓋和基座部分之間，在此之間，流動^各 徑表面足夠4妄近以允許所關心的液體產生毛細管流動( 一個毛細管 距離)。液體將不會側向流動到側部空間，因為表面之間的距離較 大并且表面凹進處的接觸角太大，在流動路徑邊緣的傾斜的或垂直 的壁產生了一個高的毛細管柵。當然，取決于特定的應用，毛細管 距離可以變化。例如，允許兩個相對的流動路徑表面之間的毛細管 流動的毛細管距離可以取決于液體的自然屬性、表面的自然屬性、 溫度、斜面、表面和液體之間的親合力、液體的流體靜壓、等等。在優選實施例中，流動路徑邊緣的傾斜角可以在10度至90度之間 變化。可以想見，流動路徑可以通過提供對所關心的液體具有較高和 4交低親合力的區域而^皮形成于表面之間。例如，側部空間的凹進表 面可以通過提供對液體具有較小親合力的側部空間表面(例如，更 加疏水的側部空間表面以容納水性或^l性液體，或者更加親水的側 部空間表面以容納有機溶劑液體)而被制成對側向流動更有抵抗力。 在一些情況下，流動路徑可以被配置于例如平行的平坦表面之間， 沒有凹進，僅僅基于不同疏水性的圖案化區域。這些流動調節器結構不僅建立了流出培養腔的培養時間流動周 期，還提供了之前沒有提及的益處，例如防止空氣泡沫所引起的阻 塞，以及降低了為了制造和組裝這些精細結構所需要的精度。例如， 從培養腔溢出到具有降低的橫截面且沒有側壁的流動調節器的氣泡 可以溜到流動^^f圣部分之間的氣體空間而不會形成流動路徑中的水 汽鎖。另外，在封閉通道壁以及分層分析筒的現有技術中，如果層 界面沒有完美密封或者精細地排列，層的邊緣界面可能引起泄漏或 者環繞地毛細管流動。另一方面，本發明中的沒有側壁的流動路徑 不存在這些問題，因為流動路徑不包括側壁密封或精細排列地層邊 緣界面。富有創造性的設計內在地避免了氣泡阻塞、通道密封、界 面毛細管流動的問題。沒有側壁的流動調節器的另 一 個之前沒有提及的益處在于提供有效率的分析筒排出的機會。例如，當培養腔填充時，被替換的氣 體可以通過由組合的流動路徑和側部空間所提供的大橫截面有效地 排出。另外，流動地連通側部空間與外部環境的排出端口可以為分 析筒整體地提供排出。在沒有側壁的流動調節器的許多實施例中，上流動路徑表面和 下流動路徑表面在平行的平面。典型地，這些表面與培養腔和/或檢 測通道表面是共面的，諸如頂(例如頂蓋)表面和底(例如基座部 分)表面。這樣，沿著流動路徑的幾何改變不會造成擾亂流動調節 器流動路徑之內或之外的液體毛細管流動的接觸角變化。或者，流 動調節器流動路徑的高度可以不同于培養腔和/和檢測通道，例如， 如期望的那樣增加或減少毛細管流動。在本發明的分析筒的一些實施例中，在培養腔與檢測通道中的 一個或多個分析片之間提供了一個或多個流動調節器。在一些實施 例中，在檢測通道中的 一個或多個分析片之間提供了 一個或多個流 動調節器。在一些實施例中，在兩個或更多培養腔與4企測通道中的一個或多個分析片之間提供了一個或多個流動調節器。例如，可以 在一個培養腔和檢測通道中的一個第一分析片之間提供第一流動調節器。可以在例如檢測通道中的第 一分析片和第二分析片之間提供 第二流動調節器，以使得液體繼續流到下 一個分析片之前可以完成期望的反應、^r測、或捕獲相互作用。在一些實施例中，反應和/或檢測發生于流動調節器中。在一些 化驗中，培養反應產物具有小體積和/或高的表面體積比的環境可以 是有益的。例如，在通道中提供的長保持時間、高表面面積以及短 擴散距離的幫助下，覆蓋了 一層受體的蜿蜒的狹窄通道流動調節器 可以有效地捕獲其配合基。分析區域分析區域(包括分析片)是沿著檢測通道的區域，在其中發生 與特定分析物的分析有關聯的反應和/或檢測。本發明的分析筒典型地包括多個分析區域。盡管可能存在一種、兩種或更多所關心的假 定分析物在培養腔中一起反應或培養，每個分析區域可以被專用于 對所關心的一種特定分析物的分析方案起作用，而對所關心的其他 分析物的分析不起作用。分析區域可以作為所關心的 一種特定分析物的第 一或初級反應 點或捕獲點，或者作為第二或靠后的反應或捕獲點。例如，所關心 的反應物可以在培養腔中與試劑反應或被受體捕獲，然后在第一或 第二反應區域#皮捕獲和/或反應。本發明中的一個單獨的分析筒，可以具有一個分析區域，優選 地具有兩個或更多分析區域。在優選實施例中，兩個或更多分析區 域并非提供于沿著分離的檢測通道分支，而是提供于相繼地沿著同 一個檢測通道。本發明的分析筒可以具有兩個或更多才企測通道，例 如分流于同一個培養腔或流動調節器，但是優選地，本發明的分析 筒具有一個單獨的檢測通道包含所有的分析區域。本發明的一個分析筒可以具有l個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9 個、IO個或更多分析區域。在許多情況下，每個分析區域對所關心 的 一種不同分析物的化驗和檢測起作用。分析區域被提供于沿著 一個檢測通道。檢測通道可以從培養腔 接收液體，例如通過一個流動調節器，用于擴散到分析區域進行進 一步培養、反應和/或檢測。檢測通道的長度可以在超過1米到小于l厘米的范圍之間變化。在優選實施例中，檢測通道的長度(例如在 液體流動的方向)變化范圍從約20厘米到約2毫米、從IO厘米到5 毫米、從5厘米到10毫米、或約30毫米。在優選實施例中，檢測 通道的寬度變化范圍從超過約5厘米到小于約0.1毫米、從l厘米到 0.5毫米、從5亳米到1毫米或約2毫米。在優選實施例中，檢測通 道高度的變化范圍從超過約5毫米到小于約0.01毫米、從2毫米到 0.05毫米、從1毫米到0.1亳米或約0.5毫米。在優選實施例中，檢 測通道是一個毛細管通道。分析片典型地不會橫穿過分析區域中的液體流動的軸而填滿檢測通道的橫截面。在一個優選實施例中，分析區域包括位于檢測通 道的一個表面上的一片材料，而非在此橫跨整個橫截面。例如，分 析片可以位于檢測通道的底板上(例如基座部分的表面)，延伸出 橫穿通道的1/10的距離。在優選實施例中，分析片占據了檢測通道橫截面的90%或更少，約80%、 70%、 50%、 25%;或者更優選地 占據了^r測通道橫截面的15%或更少，約10%、 5%、 2%或更少。 一個分析片可以包括在一個檢測通道的表面上的一種試劑或受 體，并且不占據通道橫截面的大部分。可替代地， 一個分析片可以 包括在檢測通道的內表面上的基本上三維的結構，優選地是一個多 孔聚合物。在優選實施例中，分析片包括參與分析物反應或捕獲的 成分。分析片可以是一個結構，其長度(例如在液體流動的方向) 的變化范圍從約1厘米到約0.1亳米、從5毫米到0.2亳米、從3毫 米到0.5毫米、或約2毫米。在優選實施例中，分析片延伸至全部或 大部分橫穿分析區域中的檢測通道的寬度。例如分析片的寬度變化范圍可以從超過約5厘米到小于約0.1毫米、從1厘米到0.5毫米、 從5毫米到1毫米或約2毫米。在優選實施例中，分析片厚度的變 化范圍從超過約1亳米到小于約0.005毫米、從0.5亳米到0.01亳米、 從0.25毫米到0.05毫米或約0.1毫米。在一個優選實施例中，分析 區域中的檢測通道的橫截面約為200微米x2毫米，并且分析片包括 橫截面為20微米x2毫米、長2毫米的位于檢測通道的底板上的硝 化纖維分層多孔聚合物。在優選實施例中，分析片的孔徑的變化范 圍可以從超過約0.5毫米到小于約0.005毫米、從0.2毫米到0.01毫 米、從0.25毫米到0.05毫米或約0.1亳米。分析片通常用粘合劑粘 合在基底上，或更優選地，例如通過化學蒸汽沉積或物理蒸汽沉積 采用薄膜沉積物覆蓋在基底上。分析片的材料可以是任何適合的材料。在許多情況下，理想的， 分析片包括增加分析區域的表面面積的基底矩陣，例如增加有關聯 的試劑或捕獲半族(受體和/或配合基)的局部濃度。當在分析區域 基于光束的信號(interrogation)而發生檢測，優選地，分析片的材料和/或圍繞檢測通道的分析筒的材料對檢測光是透明的。在兩個或更多分析區域功能性地與不同的分析物(或他們的有 關反應產物)相互作用的實施例中，優選地，分析片上的試劑和/或 捕獲半族被調整以為預期數量的所關心的每種分析物提供相似強度 的輸出信號。也就是說，例如，當對于與在第一分析片的第一分析 物有關聯的反應產物的信號幅度高，而對于與在第二分析片的第二 分析物有關聯的反應產物的信號幅度低，優選地，可以增加在第二 分析片的試劑的濃度。這樣一種設置使用相同的標準檢測參數可以 允許對每種所關心的分析物的數量和/或靈敏度的更寬的范圍。廢液腔本發明的分析筒中可以提供廢液腔用于接收從檢測通道流過的 液體。例如，廢液腔可以是一個必須穿過檢測通道的體積足夠大的 腔，取決于特定的化驗方案，用于接收超額的緩沖液、樣品濾液、 試劑、反應產物、清洗/沖洗緩沖液、等。典型的廢液腔是 一 個適當尺寸的排出腔，用于接收期待的液體。 廢液腔可以包括毛細管維度以促進廢液通過毛細管作用流入到腔 中。可選地，廢液腔可以包括液體吸收材并牛，諸如纖維墊、泡沫或 親水聚合物之類，以促進廢液的流動和捕獲。使用本發明的分析筒的分析方法本發明的方法包括提供一 個本發明的分析筒，引入樣品液體到 該分析筒中，以及檢測一種或多種所關心的分析物。分析筒可以如前面所描述的那樣提供。分析筒可以配置為，例 如，濾液腔輸入端口、過濾腔中的垂直的流動過濾元件以及連通到 培養腔的過濾腔溢出端口。流動調節器(例如， 一段狹窄的通道和/ 或一條沒有側壁的毛細管流動路徑)可以被設置于培養腔和包括一 個、兩個或更多分析區域的檢測通道之間。在引入樣品(例如，血 液、血清、血漿、調節過的媒介、等)到過濾器元件頂部時，干擾微粒被去除，樣品濾液流入到培養腔中，所關心的一種或多種假定的分析物在培養腔中被調節(pH值調節、溫度設置、等)，與試劑 反應，和/或被相關的受體半族所捕獲。培養過的液體從培養腔流出 可以受到流動調節器的控制，流動調節器影響從培養腔到檢測通道 的時間和/或流速。在^r測通道中， 一種或多種分析物可以在一個或多個分析區域 被檢測。在具有兩種或更多分析物在兩個或更多分析區域被確定的 實施例中，優選地，將設置分析筒和/或檢測系統以為每種分析物提 供最大化驗靈敏度和數量范圍。如前面所討論的，從一個分析區域 的輸出可以通過調節該區域所提供的試劑的數量來調節。可選地， 每個分析區域所檢測到的與分析物有關的信號可以受到例如檢測 (interrogation)強度和檢測器靈敏度的影響。例如，當高的試劑濃 度、高的分析物濃度、或者具有特別強的信號的可檢測標記的分析 區域可以預期得到強信號，則檢測光源的強度可以減弱。可選地， 相關檢測器的靈敏度可以被降低。在一個非常優選的實施例中，同 一個分析筒中的分析區域被設 置為對期待的濃度的分析物提供相似范圍的檢測信號。另外，保持 檢測器靈敏度在 一 定的值并通過調節檢測光源的強度來調節對不同 的分析筒化驗的范圍將是優選的。例如， 一個通用化驗讀取器可以 通過匹配信號輸出范圍而被設置。 一個檢測器(例如，光電倍增電子管)設置了合適的、但不會改變的靈敏度。可調節的檢測光源被 配置用于以最適宜的適當光波長來照明分析區域從而提供分析區域 輸出到檢測器靈敏度的最優匹配。因而，在一個多重化驗分析筒上 對多重分析物和分析區域中的每 一 個可以得到期望的靈敏度和/或數 量范圍。
具體實施方式
以下實施例用于舉例說明而非限制所要求的發明。實施例1 -夾層化驗相同樣品中的多種抗原可以在同 一個分析筒上被檢測到。分析 筒的不同分析區域具有針對不同抗原的固體支撐(例如基座部分)束繂抗體。樣品可能包括一個或多個所關心的MHC抗原，抗原與對 應于該抗原范圍的多種標記抗體培養。然后，在每個分析區域，被獲。通過束縛于支撐的抗體所l縛的抗原保持在分析區域中的標 示抗體在指定給該抗原的區域被檢測到。化-驗可以如下進行1 )為分析筒提供5種不同的單克隆的抗體作為培養腔中的干的成分。每種單克隆的抗體對應于一種不同的MHC抗原并且每種抗體由一個熒光團標示。2) 白血細胞溶菌液樣品被引入到分析筒過濾器元件的上表面。過 濾器元件包括一個迭片結構，從一個孔徑為150微米的上部通道 深度過濾器到一個具有從頂到底孔徑從100微米到IO微米變化 的梯度的較精細且較低的過濾層。細胞片段被過濾器元件從溶菌 液中去除以提供濾液流經 一 個防止反向流動的結構進入培養腔 以接觸干的單克隆的抗體。3) 濾液包含對應于5中單克隆的抗體中的4種的MHC抗原。濾 液填充培養腔并溶解干的抗體。當濾液在培養腔的輸出端口接觸 流動調節器，濾液進入培養腔的流速減慢。由于通過流動調節器 的較低的流速，濾液在培養腔中保持一段足夠的時間從而使單克 隆的抗體與相對應的抗原的結合達到平衡。4) 液體流經流動調節器，繼續前進到離開流動調節器進入檢測通 道的點。當液體前端進入較大橫截面的檢測通道，流動速度有所 增力口。5 )濾液中的抗原束縛于抗體的混合物流過沿著4全測通道的相繼的 5個不同分析片。每個分析片包括一種除硝化纖維基底外不同的 捕獲抗體。束綽于單克隆的抗體的抗原被適當的捕獲抗體以一種 "夾層"化驗的方式所捕獲，結果是一個標示抗體-抗原-捕獲抗體-固體基底的束縛鏈。當有關聯的抗原沒有出現在原始細胞 溶菌液的情況下，標示抗體不會被捕獲。6) 超額的濾液通過分析區域，沖掉沒有束縛到抗原的額外的標示 抗體。7) 分析區域被來自一個激光器的激發波長的光相繼地照明。發射 波長的有或無在每個對應于每個特定的所關心的布支定MHC抗原 的分析區域祐j企測。實施例2 —通用檢測系統具有基本不同的可檢測信號的用于檢測不同類型的分析物的分 析筒可以使用相同的檢測系統來讀取。分析區域的化驗不同并且可 檢測標記的信號強度不同的兩個不同化驗分析筒可以使用相同的檢 測器系統來分析。分析筒被調整以給與分析筒上所化驗的多種分析 物相關聯的分析區域提供近似相似的可讀取輸出范圍。分析筒包括 可通過檢測器讀取的代碼，定義每個分析筒預期的信號強度。檢測 器系統將照明強度配置到預期的幅度以最優化對于當前掃描的分析 筒上的分析物的靈敏度和/或有用數量范圍。化驗系統可以如下配置 以提供在一個通用分析筒讀取系統上讀取不同的化驗1 )確定對于在同一個分析筒上將被分析的每一種分析物的有用可 檢測信號強度。調整分析區域試劑和/或捕獲分子的濃度以提供從 每個分析區域出來的近似相當的輸出信號，例如，基于所關心的 樣品中的每種分析物的預期范圍。2 )確定一個將提供期望的由系統檢測器設備檢測的靈敏度和/或 輸出可檢測范圍的光照明強度。3) 在檢測器系統上提供一個條形碼讀取器。在分析筒上提供一個 可以被條形碼讀取器所讀取的條形碼，以給檢測器系統提供所確 定的光照明強度。4) 在檢測器系統中提供可以最少1000級強度變化的光源(例如 激光器)，其最大輸出至少是將被掃描的任何分析筒的最小所需 強度。5)提供一個在檢測器系統中或與檢測器系統有關的計算機，其可 以解讀條形碼讀取器的輸出并發送 一 個指令到光源以將照明強 度設定到為特定分析筒所確定的幅度。
本領域技術人員應能理解，這里的實施例和實施例僅用于說明 目的，任何據此做出的改動和變化將是被建議的并且被包括在本申 請的精神和范圍以及所附權利要求的范圍之內。
出于清楚性和便于理解的目的，前面的發明已經被描述了一些 細節，通過閱讀本文件本領域技術人員應能明了 ，在不偏離本發明 的真實范圍的情況下，可以做出各種形式和細節上的改變。例如， 前面所描述的許多技巧和裝置可以通過各種不同的組合來應用。
為了一切目的，本申請中所引用的所有出版物、專利、專利申 請和/或其他文獻均以全文引用方式于此作為參考，如同為了 一切目 的單獨地指出每一篇單獨的出版物、專利、專利申請和/或其他文獻 以全文引用方式于此作為參考。
權利要求
1.一種分析筒，包括包括樣品接收表面和濾液溢出表面的過濾元件，其中所述樣品接收表面的平均孔徑大于所述溢出表面的平均孔徑；與所述濾液溢出表面流體接觸的培養腔；與所述培養腔流體接觸的流動調節器；以及兩個或更多分析區域，所述分析區域被設置成沿著一個與所述流動調節器流體接觸的檢測通道；其中，來自所述培養腔的濾液的流速借所述流動調節器以減慢。
2. 根據權利要求1所述的分析筒，其中所述過濾元件包括兩個 或更多具有不同平均孔徑的過濾層。
3. 根據權利要求1所述的分析筒，其中濾液不會側流通過所述 過濾元件。
4. 根據權利要求1所述的分析筒，還包括親水墊或者與所述濾 液溢出表面4妄觸的毛細凹槽。
5. 根據權利要求1所述的分析筒，其沖所述流動調節器的一個 表面不比所述培養腔的一個出口表面更疏水。
6. 根據權利要求1所述的分析筒，其中所述流動調節器包括由 相對的頂路徑表面和底路徑表面限定的流動路徑，所述流動路徑不 包括固體側壁。
7. 根據權利要求1所述的分析筒，其中所述分析區域包括多孔 聚合物，該多孔聚合物未充滿所述檢測通道的橫截面。
8. 根據權利要求1所述的分析筒，其中所述檢測通道包括頂表 面和底表面，其中所述分析區域包括與所述頂表面或底表面接觸而 非同時接觸兩個表面的硝化纖維層。
9. 根據權利要求1所述的分析筒，其中所述檢測通道的高度小 于150微米，所述分析區域包括與所述檢測通道的一個表面接觸的 多孔聚合物層，該多孔聚合物層的厚度小于15微米。
10. 根據權利要求1所述的分析筒，其中所述分析筒還包括頂蓋，該頂蓋蓋在所述過濾元件上比蓋在所述培養腔上更不親水。
11. 根據權利要求1所述的分析筒，其中所述檢測通道形成于一個分析筒頂蓋和一個分析筒底座之間；以及其中所述頂蓋或底座對來自檢測器光源的光檢測(interrogation) 是透明的。
12. —種分析筒讀取器，被設置用于檢測來自權利要求1所述 的分析筒的一個分析區域的的信號，其中所述讀取器包括可調節輸 出強度的激光器。
13. 根據權利要求12所述的讀取器，其中所述分析筒還包括可 以被所述讀取器讀取的條形碼，該條形碼確定激光強度設定。
14. 一種筒，包括 第一腔；流動調節器，該流動調節器包括由相對的頂路徑表面和底路徑 表面限定的液體流動^各徑，其中，所述流動路徑不包4舌固體側壁； 以及第二腔；其中液體/人所述第一腔流出，沿著所述流動^各徑流動，液體的 表面張力阻止液體側面流出所述流動路徑。
15. 根據權利要求14所述的筒，其中所述第一腔包括分析試劑。
16. 根據權利要求14所述的筒，其中所述流動調節器包括分析 試劑或者配位體捕獲半族(moiety)。
17. 根據權利要求14所述的筒，其中所述液體流動路徑被設置 成使得液體通過毛細管作用沿著該路徑流動，但在所述路徑側部的 毛細4冊阻止了液體/人側部流出所述流動路徑。
18. 根據權利要求14所述的筒，還包括一個鄰近于所述流動路 徑的側部空間，該側部空間與所述流動路徑流體^委觸。
19. 根據權利要求18所述的筒，其中所述相對的路徑表面基本 平行、；波此間隔一個^各徑間距，其中所述側部空間包4舌上側部空間表面和下側部空間表面，側部空間的上下表面之間的距離大于所述 路徑間距。
20. 根據權利要求14所述的筒，其中所述路徑表面不同于比所 述第一腔的出口表面更加疏水的表面。
21. 根據權利要求14所述的筒，其中所述第二腔包括兩個或更 多分析區域，所述分析區域包含親水的多孔聚合物。
22. 根據權利要求21所述的筒，其中所述兩個或更多分析區域 間是不接觸的。
23. —種控制液體流動的方法，所述方法包括提供流動調節器，該流動調節器包括由相對的頂路徑表面和底 路徑表面限定的液體流動路徑，其中該流動路徑不包括固體側壁， 其中該流動路徑包括入口和出口 ；提供 一 個鄰近于所述流動路徑并沿所述流動路徑流體接觸的側 部空間；引入液體到所述液體路徑的入口 ，液體因為毛細管作用沿著所述流動鴻4圣流動；以及其中所述側部空間的毛細柵阻止液體從側面流出所述流動路徑。
24. 根據權利要求23所述的方法，還包括提供通過所述流動調節器流體接觸的第 一腔和第二腔；以及 其中所述引入包括使液體以第 一流速流入所述第 一腔；以及 其中沿著所述流動路徑的液體流速低于所述第 一 流速；以及 其中當液體離開流動調節器的出口時，沿著所述流動路徑的液 體流速上升。
25. —種筒，包括流動調節器，該流動調節器包括由相對的頂路徑表面和底路徑 表面限定的液體流動路徑，其中該流動路徑不包括固體側壁；以及與所述流動調節器流體接觸的#r測通道，所述#r測通道包含兩 個或更多沿著該4企測通道的獨立的分析區域。
全文摘要
本發明涉及應用毛細流處理分析樣品的分析筒、體系和方法。垂直樣品過濾為培養腔提供濾液，在所述培養腔出口的流動調節器控制濾液在培養腔中的時間。所述流動調節器可以包括無側壁的蜿蜒毛細流動路徑。在一段預先確定的時間之后，培養后的濾液可以從培養腔流向檢測通道。所述檢測腔可以包括兩個或多個用于檢測來自同一樣品的同一分析筒中的分析區域。
文檔編號B01L3/00GK101623660SQ200910159718
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月9日 優先權日2008年7月9日
發明者萬志良, 哈沙爾·西拉恩加利卡, 囡 張, 馬克·王 申請人:微點生物技術有限公司